速度分布是在给定时刻,空间某区域内由
动量传递所引起的
流体运动速度的大小和方向随空间位置的变化。通常是研究动量传递所需解决的主要问题之一。地球表面的风速、河流中的水速、流体通过化工设备时的流速,都呈现一定的分布。速度分布的数据可根据动量传递原理,由
运动方程和连续性方程求解而得,亦可由实验测出。
①根据速度分布可以计算剪应力(动量通量)和压力分布,从而得出
流动阻力,以便决定流体输送所需的动力,选择适当的
流体输送机械。
②由速度分布可以分析设备中流体流动的状况。如分布曲线上的反方向速度,预示着可能出现循环流。又如
速度曲线上最大和最小
速度的差别过大,表明速度分布很不均匀(图2),将会影响某些化工过程的效率,必须采取适当措施使速度分布均匀。
流体流量或流速在化工设备中的均匀分布或分配问题很重要。所谓流速均布,也就是使空间各点(或流动截面)的流速(或时间平均流速)一致的流体均布问题,大致可分为三类:①将总管中的流体均匀分配至各平行支管,如管壳式换热器、
管式反应器中的流体均布;②管中流体经过管壁上的各小孔均匀流出;③设备横截面上的速度
均匀分布。工程上实现流体均布,往往需要在设备内部装设分布器。最常见的分布器是分布管和分布板。在进口处装设分布器,可使流速明显地变为均匀